JPH026055A - プリント回路基板とシリコンチップのはんだ付方法 - Google Patents

プリント回路基板とシリコンチップのはんだ付方法

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JPH026055A
JPH026055A JP63143797A JP14379788A JPH026055A JP H026055 A JPH026055 A JP H026055A JP 63143797 A JP63143797 A JP 63143797A JP 14379788 A JP14379788 A JP 14379788A JP H026055 A JPH026055 A JP H026055A
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JP
Japan
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circuit board
printed circuit
silicon chip
solder bumps
electrodes
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Application number
JP63143797A
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English (en)
Inventor
Katsumichi Kamiyanagi
勝道 上柳
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161Disposition
    • H01L2224/16151Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/16221Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/16225Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
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    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
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    • H01L2224/812Applying energy for connecting
    • H01L2224/8122Applying energy for connecting with energy being in the form of electromagnetic radiation
    • H01L2224/81224Applying energy for connecting with energy being in the form of electromagnetic radiation using a laser
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/341Surface mounted components
    • H05K3/3431Leadless components
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3494Heating methods for reflowing of solder

Landscapes

  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、プリント回路基板とはんだバンプを設けたシ
リコンチップとを電気的に接続するためのはんだ付方法
に関する。
〔従来の技術〕
従来、この種のはんだ付方法は第6図から第8図に示す
ような方法を用いて行われていた。
第6図はりフローによる従来のはんだ付方法を示す図で
ある。ここで、1はプリント回路基板、2は電極、3は
シリコンチップ、4ははんだバンプである。はんだバン
プ4はシリコンチップ3上に設けられている。第6図に
示すようにプリント回路基板1上に形成された複数個の
電極2と、シリコンチップ3上に設けられたはんだバン
プ4.とをはんだ付する場合は、まず、プリント回路基
板1上にシリコンチップ3を載置し、次に、プリント回
路基板1全体の加熱により全体をリフローするという方
法によってはんだ付が行われていた。
第7図はばんだゴテによる従来のはんだ付方法を示す図
である。第6図と同様の個所には同一の符号を付す。6
ははんだゴテ、7は位置決め用治具である。第7図に示
すようにフレキシブルプリント回路基板5上に形成され
た複数個の電極2と、位置決め用治具7に収められたシ
リコンチップ3上に設けられたはんだバンブ4とをはん
だ付する場合は、温度調整機能を持ったけんだゴテ6を
フレキシブルプリント回路基板5の裏より押し当てると
いう方法によってはんだバンプ4を溶融し、電極2とは
んだバンブ4とのはんだ付が行われていた。この場合、
はんだゴテ6の平坦度が良くない場合は、未はんだある
いは隣りのパターンとのブリッジが発生していた。
また、上述のようなりフロー法やはんだゴテによるはん
だ付に替わって、近年、レーザによるはんだ付が採用さ
れている。
第8図はフレキシブルプリント回路基板側からレーザ光
を照射する従来のはんだ付方法を示す図である。第6図
および第7図と同様の個所には同一の符号を付す。8は
光透過性治具、9はレーザ光である。この方法は本発明
者が本出願前に出願しているものである。フレキシブル
プリント回路基板5上に形成された複数個の電極2と、
位置決め用治具7に収められたシリコンチップ3上に設
けられたはんだバンプ4とが対向するように位置決めし
、フレキシブルプリント回路基板5の上部に光透過性治
具8を載置し、フレキシブルプリント回路基板5をシリ
コンチップ3に押しあてる。
このような状態で、光透過性治具8の上部からレーザ光
9を照射すると、レーザ光9は光透過性治具8およびフ
レキシブルプリント回路基板5を透過してはんだバンプ
4を溶融し、電極2とはんだバンプ4とのはんだ付が行
われる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
し、かじながら、従来のはんだ付方法においては、はん
だ付の装置が大がかりになるという問題点があった。
また、プリント回路基板の熱変形、焼損あるいは熱劣化
が生ずるという問題点もあった。
さらに、プリント回路基板上の電極とシリコンチップ上
のはんだバンブとの位置合わせには、かなりの正確さが
要求されるという問題点もあった。
本発明の1つの目的は、上述の問題点を解決し、プリン
ト回路基板の電極と、シリコンチップ上に形成されたは
んだバンブとのはんだ付を良好かつ信頼性をもって行う
ことのできるはんだ付方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、はんだ付する際に、シリコ
ンチップ上に形成されたはんだバンブを完全に溶融し、
そのときに生ずるはんだの表面張力によってシリコンチ
ップとプリント回路基板との位置決めがなされるという
はんだ付方法を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
このような目的を達成するために、本発明は、プリント
回路基板上に設けられた電極と、シリコンチップ上に設
けられたはんだバンブとが接触するように、プリント回
路基板およびシリコンチップを位置決めし、シリコンチ
ップ側からレーザ光を照射して、はんだバンプを加熱溶
融して前記電極と融着させることを特徴とする。さらに
好適な実施態様としては、前記位置決めを、溶融した前
記はんだバンブの表面張力を利用して行うことを特徴と
する。
〔作用〕
本発明は、プリント回路基板上の電極と、シリコンチッ
プ上のはんだバンプとが接触するようにプリント回路基
板とシリコンチップとを位置決めし、シリコンをある程
度透過する波長を有するレーザ光(YAG、GO2など
は透過率約50%である)をシリコンチップ側から照射
してシリコンチップ上に形成されたはんだバンブを溶融
することにより、シリコンチップ上のはんだバンプと、
プリント回路基板の電極とのはんだ付を良好に行うこと
ができる。さらに前記好適な実施態様によれば、溶融し
たはんだバンプの表面張力を利用して位置決めを行うの
で、精度上、位置決め作業が簡単になる。
〔実施例〕
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細かつ具体的
に述べる。
第1図、第2図および第3図は本発明の一実施例を示す
図である。第1〜第3図において第6〜第8図と同様の
個所には同一の符号を付す。10はシリコンを透過した
レーザ光である。
第1図に示すように、電極2を上にした状態にしてプリ
ント回路基板1を置き、電極2と、シリコンチップ3に
設けられたはんだバンブ4とを接触させるように位置決
めしてシリコンチップ3を載置する。次に、シリコンチ
ップ3の上面よりレーザ光9を照射する。このときのレ
ーザ光9は第5図に示すようなシリコンの透過特性に従
って、透過率が良い1〜20μmの波長をもつもの(例
えばYAGレーザ光で1.06μm、(:02 レーザ
光では10.63μmなど)を用いる。
第1図に示すように、シリコンを透過したレーザ光lO
は、シリコンチップ3の下面まで到達し、シリコンチッ
プ3の下面に形成されているはんだバンブ4へ熱となっ
て吸収されて、はんだの溶融をもたらす。溶融したはん
だバンブ4はプリント回路基板1上の電極2の加熱をも
たらし、シリコンチップ3上のはんだバンブ4と、プリ
ント回路基板1上の電極2とのはんだ付が行われる。
プリント回路基板1とシリコンチップ3の位置決めは、
溶融したはんだバンブの表面張力を利用することが好ま
しい。第2図に示すように、溶融したはんだバンブ4は
表面張力をもち、複数個のはんだバンブ4がそれぞれ複
数個の電極2に対して力を及ぼす。この表面張力を利用
してシリコンチップ3を矢印Aの方向へ移動させて位置
決めが行われる。このように位置決めを行えば、精度上
、位置決め作業が簡単となる。
そして、第3図に示すようにはんだが凝固し良好な、は
んだ付が行われる。矢印Bは第2図に示した位置決め位
置から、シリコンチップ3が移動した距離を表わす。本
実施例はリジッドなプリント回路基板のはんだ付例であ
る。
第4図は本発明の他の実施例を示す図である。
第4図において第1〜第3図と同様の個所には同一の符
号を付す。11は治具である。治具11には吸気孔12
を設けである。
第4図に示すのは、フレキシブルプリント回路基板5と
シリコンチップ3のレーザはんだ付例である。この場合
のはんだ付方法を説明すると、まず、治具11の上にフ
レキシブルプリント回路基板5を載置する。このとき、
フレキシブルプリント回路基板5の電極パターンを有す
る面が上になるようにする。フレキシブルプリント回路
基板5は、治具11に設けられた吸気孔12を通じた吸
気によって平坦に保たれている。
次に、フレキシブルプリント回路基板5上の電極2と、
シリコンチップ3に設けられたはんだバンブ4とが接触
するようにシリコンチップ3を載置する。このシリコン
チップ3の上部からレーザ光9を照射し、以下、上述の
実施例と同様の手順ではんだ付が行われる。。
〔発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば、プリント回路基
板にシリコンチップをはんだ付する場合ト回路基板とシ
リコンチップとをはんだ付する方法を用いているので、
良好かつ信頼性の高いはんだ付が行われる。
また、プリント回路基板がフレキシブルな場合は、治具
に設けた吸気孔を通じた吸気によってプリント回路基板
を固定することにより、はんだ件部の接触面を平坦にし
て上述のような方法でレーザ光を照射するので同様に良
好なはんだ付を行うことができる。
さらに、本発明のはんだ付方法ははんだゴテなどを、用
いない非接触式であり、また、はんだバンブ溶融時のは
んだの表面張力を利用する好適な実施態様なので、シリ
コンチップ上のはんだバンブとプリント回路基板上の電
極との正確な位置決めが行われる。
さらにまた、本発明によれば、シリコンチップ側からの
レーザ光照射によってはんだバンブを溶融するので、低
熱容量であるフレキシブルプリント回路基板において生
じやすい熱劣化あるいは焼損などを防止することができ
る。
第2図は本発明の実施例におけるはんだの溶融状態を示
す図、 第3図は本発明の実施例におけるはんだ付の終了状態を
示す図、 第4図は本発明の他の実施例におけるはんだ付方法を示
す図、 第5図はシリコンへの照射光波長と透過率との関係図、 第6図はりフローによる従来のはんだ付方法を示す図、 第7図はばんだゴテによる従来のはんだ付方法を示す図
、 第8図はフレキシブル回路基板側からレーザ光を照射す
る従来のはんだ付方法を示す図である。
1・・・プリント回路基板、 2・・・電極、 3・・・シリコンチップ、 4・・・はんだバンブ、 5・・・フレキシブルプリント回路基板、9・・・レー
ザ光、 10・・・シリコンを透過したレーザ光、11・・・治
具、 12・・・吸気孔。
特許出願人 二t:i’AiJλ些飯塚幸二本柘明の文
カ已り1」に訂1する1ゴんたイオの朱ト迄欠、Uを示
す因第3図 本裕明f)爽姥glJ+: ;l”yげるし−ナ泊思射
す承1ホす囲第1図 ネ究明0裏力巳g弔Cとけ石けんたーの2餐昂只伏、悲
を示す図第2図 本宅p月の化の文“】り5例にお1す引言んたイ介ホを
丞す凹第4図 破長(大圏 シリコンへの双身を光抜長ヒ透通乎との関イ系凹第5図 リフローによ石tUの13んた゛付ガ嗜を示す同第 6図 ト土んた゛コ゛テI:J3従来のけルた゛付丁ン老を不
す口笛7崗 只肴針するイ更米/)Iゴんた゛イtτ浪をホす凹第8

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)プリント回路基板上に設けられた電極と、シリコン
    チップ上に設けられたはんだバンプとが接触するように
    、前記プリント回路基板および前記シリコンチップを位
    置決めし、該シリコンチップ側からレーザ光を照射して
    、前記はんだバンプを加熱溶融して前記電極と融着させ
    ることを特徴とするプリント回路基板とシリコンチップ
    のはんだ付方法。 2)前記プリント回路基板と前記シリコンチップとの位
    置決めを、溶融した前記はんだバンプの表面張力を利用
    して行なうことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    のプリント回路基板とシリコンチップのはんだ付方法。
JP63143797A 1988-06-13 1988-06-13 プリント回路基板とシリコンチップのはんだ付方法 Pending JPH026055A (ja)

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